2023年9月10日

一文看懂XR科技(扩展现实)

作者 admin

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大家好,我是零日情报局。

对于未来技术的安全研究,零日可能会迟到,但绝不会缺席。 今天我们就来说说最近热议的XR技术。

但是,这个 XR 不是另一个 XR。 我们说的不是苹果iPhone XR的安全问题,而是扩展现实(XR——Extended Reality),一种叫做未来的新技术。

VR/AR/MR/XR 之间有什么区别?

作为科技安防圈的老司机,想必大家都有过VR或AR的接触史,甚至有不少发烧友不惜重金购买VR/AR设备,但MR和XR究竟是什么? 别急,先说说VR/AR/MR/XR的区别。

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我们先拍张照片。 一目了然扩展现实(XR)是VR/AR/MR的集合,那么根据扩展现实(XR)的定义是“计算机图形和可穿戴设备产生的所有真实和虚拟环境”, XR “X”被理解为一个变量。

也就是说,现在有AR/VR/MR,未来可能会有BR(Baffle Reality)、CR(Cinematic Reality)、DR(Deceive Reality)等“R”技术。 (当然这都是零日随便说的,能不能实现还得看技术专家最后的决定)

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言归正传,扩展现实XR是一个统称,包括三种技术,VR/AR/MR有所不同:

首先,VR也叫虚拟现实(Virtual Reality),说白了就是一种虚假的现实。 具体来说,是指用电脑模拟三维空间,通过感官模拟出一种沉浸感和临场感,就像把人带入了一个虚拟的模拟世界。

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但是,如果是纯视频内容,和看普通3D电影没什么区别; 所以虚拟现实VR内容与传统3D视频的区别在于人与视频内容的交互感。

(这个类似于《盗梦空间》,走在90°折叠的城市里,可以骗过眼睛、五感和大脑,整个过程高能科幻,但一切都是假的!)

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至于AR增强现实(Augmented Reality),则是真实世界的Pro版本。 简单来说,就是在真实空间植入虚假内容,将虚拟信息(物体、图片、视频、声音等)映射到真实环境中。 很明显,VR是带你穿越心灵,AR是在高楼大厦的现实中重现海市蜃楼。

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最后,MR,Mixed Reality(Mediated Reality),可以直接看成是VR/AR的结合,因为它指的是真实世界和虚拟世界融合后产生的新的视觉环境。 举个简单的例子,你下班回家,戴着MR设备看暴力美剧。 施瓦辛格会跳出传统银幕,吹起胡子凝视在你眼前,无论你走到哪里,他都只会为你演戏。 .

现在,“R”技术能做什么?

在XR的几项技术中,可以说AR的大众基础最大,那么它能做什么呢? 仅 AR 应用程序就能让您大开眼界。

(1) 增强现实游戏

虚拟与现实娱乐的融合,催生了AR游戏的极致体验,也促成了AR游戏在全球的火爆。 从技术上讲,由增强现实技术诞生的 AR 游戏,随着多动态标记、HDR 反射、遮挡碰撞和 GPS 技术的加入,终于突破了虚拟和现实的界限。

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AR游戏《哈利波特:巫师联盟》

2016年,任天堂与Niantic联合开发的《Pokémon Go》风靡全球,进一步加速了AR在游戏领域的发展。 哈利波特等经典IP开始AR游戏化。

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AR游戏“The Machines”

(2) 增强现实相机

游戏之外,镜头下,也是一个AR的世界。 2019年,字节跳动旗下实验室AI Lab研发了一项名为Landmark的技术,利用3D视觉技术对室外场景进行检测和计算,以最快的时间呈现出这种AR特效。

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上海东方明珠“天空之城”,重庆“朋克洪崖洞”

地标AR效果

现在,这项技术已经应用在抖音App中。 在拍摄城市地标时,可以体验到这种AR特效。 除了一些自拍AR相机的研究,不得不说字节跳动将AR相机技术带入了新一代短视频创作领域。

(3) 增强现实导航

传统导航并不新鲜,AR导航正计划取而代之。 2019年,谷歌推出了GoogleMaps AR导航。 视野正前方的AR场景,带来“抬头”导航新体验,开启倒车“低头”新风潮。

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除了Google Maps AR,AR City、Moovit等“AR导航”已经破土动工,甚至汽车也开始研发AR导航应用。 公交应用程序开发商 Moovit 还在其移动应用程序中引入了增强现实技术,以帮助用户直观地找到停靠点。 这使得用户更容易直观地找到站和站。

(4) AR军事

除了游戏、相机等娱乐休闲民用发展外,AR技术也逐渐渗透到军事领域。 早在2018年,美国陆军就一次性采购了10万副HoloLens AR眼镜,用于作战任务和士兵训练。

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此后,AR技术逐渐发展为面向军事的市场,北美、欧洲、亚太、中东、非洲和南美等六大AR军事市场迅速崛起。 其中,仅北美AR军事市场就聚集了Google LLC、Applied Research Association Inc等一大批公司。

从游戏到工具,从民用到军用,“R”技术能做的远比你看到的要多。 仔细研究还会发现,技术应用离不开扩展现实XR带来的焕然一新的感官体验。

XR未来可以模拟出哪些感官体验?

说到科技带来的感官体检,在扩展现实XR和VR/AR/MR三大技术中,视觉最为突出,其次是听觉、触觉、嗅觉、味觉和“第六感”,一共六次体验。

(一)视觉体验

眼睛是最直观也最难骗的,扩展现实XR带来的视觉体验也根据VR/AR/MR的不同而有所不同。

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首先,在VR中看到的图像都是虚拟的,看不到真实的环境,所以有体验者和旁观者两种视角。 从第一手体验者的角度来看,佩戴该装置就是这个世界的勇者,就像这样。

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可在围观吃瓜群众眼里,你就是这样。

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至于AR技术的视觉体验,就是看到虚拟内容出现在真实环境中,有点类似于在真实环境中玩在线CS,比如这个。

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说到 MR,视觉体验包括 AR 和 VR。 虚拟内容可以映射到真实环境中,虚拟图像也可以用设备进行处理。

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(2) 听觉体验

音乐发烧友都知道,杜比音效,无损音质,XR技术下的聆听体验,带来3D版的沉浸式音频体验。 简单来说就是声音来自四面八方,分分钟站在舞台中央聆听音乐。

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看到这个过山车,伴随着视觉上的刺激,所有听到的声音都经过了处理,最大限度地模拟真实的音频。

(3) 触控体验

所谓触觉,就是指接触所引起的反应。 XR技术的触觉体验是模拟人体接触的感觉。 比如当你穿上装备的时候,你手里什么都没有,但是有种拆桌子的感觉。

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(4) 嗅觉体验

在XR技术领域,模拟气味虽然比较新,但研发机构也不在少数。 原理解释起来并不复杂,就是通过改变设备的气味,根据你看到的和触摸到的,反馈最接近的味道。

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嗅觉上的体验听上去没什么,但在实际体验上就不一样了。 你“看到”某人递来一束鲜花,伸手接过它,真正感受到鲜花的重量,然后你闻到了花香。

(五)味觉体验

不要惊讶,XR技术模拟味觉的感觉确实存在,至于如何实现呢? 让我们从味觉开始。 我们都知道味觉来自舌尖。 事实上,视觉、听觉、嗅觉,甚至记忆都可以模拟味觉体验。

说到吃的味道,舌头是最直观的味觉呈现方式,但想要复制味觉体验,可以从眼睛、耳朵甚至记忆入手。

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聪明的研究人员努力研究气味、颜色和形状等因素,以实现更好的味觉体验。 在 James Beard Foundation 最近推出的 Aerobanquets RMX 中,通过 XR 体验模仿味觉。

(6) 第六感

不要惊慌,零日要说的真的是对意外的正常感知,意识上的“第六感”。 但是,“第六感”体验的实现必须通过XR技术中的机器学习和人工智能来实现。

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解释起来有点复杂,不过可以举个例子说明。 例如,医生在进行手术之前,首先使用XR技术模拟手术,然后机器学习和人工智能会提供咨询服务,以提高手术的成功率。

XR会遇到哪些安全问题?

其实零日不用说,大家也都明白技术利弊兼备的道理。 由于XR的核心是模拟人的感官,它的安全隐患,或者说威胁的最终受害者是人自己。 接下来,零日将从安全角度谈谈XR在数据安全和漏洞攻击方面对人们造成的威胁:

(1) 数据威胁

与让我们陷入信息泄露漩涡的传统电子设备和应用程序相比,XR设备不仅收集常规数据,还收集了大量详细的隐私数据,如用户的声音、习惯、交互、外表、注意力等. 一旦这些更多的个人数据被有意窃取的人窃取,稍加分析就可以生成人物图像以进行精确打击。

(二)漏洞和隐患

老粉丝都知道,零日漏洞无处不在并不是危言耸听。 XR技术也存在这个老问题。 随着XR技术广泛应用于游戏、购物、建筑、医疗、教育等专业领域,黑客顺着“洞”而来。 首先要破坏的是视觉图像,它可能显示错误的数据或被篡改的图像。 ,威胁级别可能与当前的网络攻击相当。

零日反射

零日一直强调技术发展以安全为先。 尽管XR技术的普及还有很长的路要走,但这并不妨碍我们现在为安全打下坚实的基础。 否则,待建筑建成后,我们再研究如何抵御攻击、成本和难度。 但它是现在的倍数。

参考:

UX 集体“通过 5 1 种感官解释扩展现实 (XR)”